Secciones 6.7 hasta 6.12

(Actividad 6.7.) Una de las características clave que distinguen una vejiga natatoria de un pulmón verdadero reside en su estructura interna. Las vejigas natatorias son, en esencia, bolsas relativamente huecas con una superficie interna más o menos lisa y vascularizada, que pueden llenarse de aire o agua según la función primordial (flotación o ventilación). Aunque esta vascularización permite el intercambio gaseoso, la superficie de contacto para la difusión de oxígeno es limitada en comparación con un pulmón. Su diseño simple es eficaz para el control de la flotabilidad y, en algunos casos, para la respiración aérea suplementaria cuando las condiciones ambientales lo exigen.

Sin embargo, cuando un pez pulmonado o un anfibio experimentan la metamorfosis, la transformación de esta estructura respiratoria es notable. La superficie interna de lo que era una vejiga natatoria o una bolsa pulmonar simple se vuelve progresivamente más esponjosa, desarrollando septos (divisiones internas) o arrugas complejas. Estas invaginaciones y plegamientos aumentan drásticamente la superficie de contacto disponible para el intercambio gaseoso, haciendo que la estructura sea mucho más eficiente para la absorción de oxígeno atmosférico. A estos pulmones con arrugas internas o subdivisiones parciales los denominamos pulmones septados, marcando una transición evolutiva y funcional hacia órganos respiratorios terrestres más eficientes.

(Actividad 6.8.)

(Actividad 6.9.) Los amniotas heredaron y desarrollaron pulmones significativamente más complejos que sus ancestros tetrápodos, una adaptación crucial para la colonización plena del ambiente terrestre. Por ejemplo, los reptiles en sentido extenso (excluyendo a los arcosaurios, como cocodrilos y aves, y a los mamíferos) poseen pulmones faveolares. Estos pueden verse como una especialización del pulmón septado ancestral. En los pulmones faveolares, las arrugas y pliegues invaden profundamente la cavidad interna del pulmón, creando una estructura altamente esponjosa. Esta red intrincada está formada por celdas interconectadas llamadas faveolos, cuya superficie está revestida por una mucosa con surfactante que reduce la tensión superficial y facilita enormemente el intercambio de gases. Esta morfología incrementa exponencialmente la superficie respiratoria, mejorando la eficiencia de la captación de oxígeno en comparación con pulmones más simples.

Es probable que este tipo de pulmón faveolar haya sido una adaptación crucial para la colonización del enorme desierto de Pangea durante el Paleozoico tardío y el Mesozoico temprano. En aquella época, solo unos pocos nichos eran húmedos y se encontraban principalmente en las costas o cerca de grandes cuerpos de agua. Sin embargo, los amniotas debieron colonizar tierra adentro, donde las condiciones eran mucho más áridas. Un pulmón con una superficie interna tan compleja y una mucosa con surfactante ofrecía una ventaja decisiva al evitar que las delicadas superficies respiratorias se secaran tan fácilmente en ambientes deshidratantes. Esta innovación no solo les permitió sobrevivir, sino prosperar y diversificarse en entornos terrestres secos, marcando un hito en la evolución de los vertebrados.

(Actividad 6.10.)

(Actividad 6.11.) Los reptiles cocodrilianos, y probablemente sus ancestros los arcosaurios, poseían sistemas respiratorios complejos que se desviaban significativamente de los patrones pulmonares de otros reptiles y mamíferos. A diferencia de los pulmones faveolares en forma de panal de lagartos y serpientes, o el patrón alveolar de los mamíferos, los cocodrilianos presentan una estructura altamente especializada denominada circuito respiratorio. En lugar de celdas simples, sus pulmones organizan los faveolos en canales definidos. Estos se estructuran en dos galerías principales: los ventrobronquios, que se extienden ventralmente, y los dorsobronquios, ubicados dorsalmente. Ambas galerías están interconectadas por una red de finos conductos llamados parabronquios, que son el sitio principal donde ocurre el intercambio de gases. Esta disposición interna les confiere una arquitectura pulmonar única y altamente eficiente.

El flujo de aire en los pulmones de los cocodrilianos es unidireccional, un rasgo evolutivo clave compartido con las aves. Durante la inhalación, el aire entra por la tráquea y se dirige primero hacia los dorsobronquios. Desde allí, fluye a través de los parabronquios, donde se produce el intercambio gaseoso, y luego se almacena en los ventrobronquios. Finalmente, el aire es expulsado en la exhalación. Este flujo continuo asegura que los parabronquios estén siempre en contacto con aire fresco y oxigenado, a diferencia del sistema bidireccional alveolar de los mamíferos, que siempre mezcla aire fresco con residual. Esta eficiencia confiere dos ventajas notables: la capacidad de almacenar aire fresco y residual en compartimentos separados, lo que permite inmersiones prolongadas sin liberar burbujas (crucial para la caza sigilosa); y una eficiencia respiratoria extremadamente alta, solo superada por la de las aves. Gracias a esto, especies como Crocodylus intermedius pueden permanecer sumergidas por más de una hora, una adaptación vital para su éxito como depredadores emboscadores.

(Actividad 6.12.)

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